Tính toán tích các n ng... Chì II Cromat, PbCrO4, dùng trong s n màu vàng "crom vàng".. Gán các giá tr tìm c vào ph ng trình tính tích n ng các ion và ánh giá.
Trang 1t t a trong các ph n ng hóa h c
(The Young Vietnamese Chemistry Specialists)
ây là nh ng lý thuy t r t c b n v s hình thành k t t a trong dung d ch mà nh ó b n có th oán m t ph n ng có th t o thành k t t a hay không, d a vào qui t c hòa tan mà chúng tôi ã trình bày trong ph n HÓA H C PH THÔNG c a DI N ÀN HÓA H C, và bài này chúng tôi
ti p t c gi i thi u n các b n m t ph ng pháp m i, ph ng pháp so sánh tích các n ng c a các ion và tích s tan c a k t t a t o thành, d oán chính xác h n s hình thành k t t a trong dung d ch sau khi ph n ng k t thúc Tài li u này s giúp cho nh ng h c sinh có trình trung bình ang h c kì I c a l p 11 ch ng trình c i cách giáo d c, có c nh ng khái ni m c b n và bi t cách vi t c ph ng trình ion c a ph n ng b t kì trong dung d ch và c ng giúp giáo viên có th tìm th y nh ng m y u c a h c sinh, nh m giúp h c sinh có th b sung thêm ki n th c hóa h c
ph thông Chúng tôi có l i m t s ví d các b n h c sinh có th th c hành, tính toán, các ví
t ng i d nên chúng tôi ã không a l i gi i R t mong nh n c ý ki n óng góp c a các n.
K t t a là s hình thành c a m t s n ph m hòa tan không áng k , thu c trong m t
ph n ng hóa h c x y ra b i s tr n l n 2 dung d ch Vi c nh n bi t k t t a có th c minh h a b ng vi c vi t ph ng trình ph n ng d i d ng ph ng trình ion rút g n b i
vi c b qua t t c các ion không ch u s thay i nào sau khi ph n ng, và ch t r n hòa tan không áng k k t t a hình thành t s k t h p c a các ion
nh n bi t ph ng trình ion chúng ta t h n các b n ã làm quen v i qui t c hòa tan mà bài vi t
tr c chúng tôi có c p n trong ph n nh n bi t các ch t ph n hóa h c ph thông ó là nh ng qui lu t giúp phát hi n các mu i là ch t d hòa tan và các mu i không tan N u cho tr c 2dd (dung ch) và qui t c hòa tan b n có th d oán s k t có x y ra hay không? M c dù qui t c hòa tan có
th cho bi t m t mu i s k t t a, ho c s k t t a c a mu i s ph thu c vào n ng c a các ion trong h n h p các dd Tích n ng các ion ph i l n h n h ng s tích s tan c a chúng, Ksp
y m t ví d v vi c vi t ph ng trình ion c a s hình thành m t k t t a.
Vi t t t c các ph ng trình ion có th c a m t k t t a khi 2dd sau ây c tr n l n:
NaCl + Pb(NO3)2
1 Vi t ph ng trình phân ly th hi n các ion riêng bi t trong 2 mu i khi chúng có m t trong dd
NaCl Na+ + Cl
Pb(NO3)2 Pb+2 + 2NO3
-Hãy nh n tích c a các ion trong công th c xác nh h s t l ng cho các ion trong ph ng trình phân ly
2 ánh d u các cation và anion, tham kh o qui t c hòa tan bi t nh ng ion nào có th t o thành k t t a khi k t h p v i nhau
Na+ + NO3- NaNO3
Trang 2NaNO3là ch t d hòa tan theo qui t c hòa tan (t t c các mu i nitrat u tan).
Pb+2 + 2Cl- PbCl2 (ch t r n)
p ch t này không tan theo qui t c hòa tan (t t c các mu i clorua u tan tr mu i clorua b c, Pb(II) và Th y ngân I)
3 Vi t ph ng trình ion cho các k t t a t o thành
Pb+2 + 2Cl- PbCl2 (ch t r n)
Vi t t t c các ph ng trình ion xác nh các k t t a có th c t o thành khi 2dd sau ây
c tr n l n:
NH4OH + Al(NO3)3
1 Vi t ph ng trình phân ly bi u di n các ion riêng bi t trong 2 mu i khi chúng xu t hi n trong dd
NH4OH NH4+ + OH -Al(NO3)3 Al+3 + 3NO3
-2 ánh d u các cation và các anion và tham chi u v i qui t c hòa tan d oán k t t a nào
c hình thành
NH4+ + NO3- NH4NO3 Theo qui t c hòa tann thì t t c các mu i nitrat u hòa tan
Al+3 + 3OH- -> Al(OH)3 (ch t r n) Theo qui t c hòa tan thì t t c các hydroxyt u không tan ngo i tr hydroxyt c a các nguyên t thu c nhóm 1 và nhóm 2 cho nên Nhôm hydroxyt là ch t không tan
3 Vi t ph ng trình ion
Al+3 + 3OH- Al(OH)3 (ch t r n)
ã n m v ng qui t c v tính hòa tan c a các mu i và ây là m t s ví d b n t th c hành
Vi t ph ng trình ion và xác nh k t t a nào s c hình thành khi các c p dd sau d c tr n n:
1 Fe(C2H3O2)3 + KOH
2 Ca(NO3)2 + K2SO4
3 Li2S + CuSO4
4 Co(C H O ) + LiOH
Trang 3oán s k t t a d a vào n ng c a các ion
Trong bi u th c c a Ksp thì v ph i là tích n ng c a các ion tr ng thái bão hòa khi các ion trong dd là cân b ng v i ch t r n không tan ho c hòa tan không áng k , tích n ng c a các ion
ng m t giá tr nh tính g i là h ng s tích s tan hay tích s tan c a dd
Ksp = tích n ng các ion Tuy nhiên tích n ng các ion không b t bu c ph i b ng giá tr nh tính và có th có hai tr ng
p khác t n t i:
1 Tích n ng các ion < Ksp
2 Tích n ng các ion > Ksp
u tích n ng các ion < Ksp thì không có k t t a nào c t o thành m c dù mu i t o thành có
th là mu i không tan theo qui t c hòa tan u này là b i vì n ng mol c a các ion không l n làm cho quá trình k t tinh hình thành k t t a có th x y ra Tr c tiên khi s k t t a b t u t o thành các vi tinh th óng vai trò nh là h t gi ng làm m m cho s k t tinh b m t c a các vi tinh
th Sau ó tinh th l n d n ra n m c kh i l ng c a chúng có th gi chúng l i v i nhau và d i tác d ng c a tr ng tr ng chúng b kéo xu ng áy c a bình ch a dd
t khác n u tích n ng các ion > Ksp thì n ng c a các ion l n cho s k t t a có th x y
ra B ng s tính toán n ng mol c a các ion sau khi tr n l n các dd v i nhau r i em so sánh tích các n ng v i tích s tan Ksp c a mu i không tan chúng ta có th d oán k t t a có c hình thành hay không?
Sau ây là m t ví d :
ng c a ion Canxi trong th plasma c a máu là 0.0025M, n ng c a ion Oxalat là 1.10-8 M
i Canxi oxalate có k t t a không? Cho bi t tích s tan c a mu i CaC2SO4, Ksp = 2.3 10-9
1 Vi t ph ng trình cân b ng ion c a mu i Canxi oxalat
CaC2O4 = Ca+2 + C2O4-2
2 Vi t tích n ng các ion:
Tích n ng các ion = [Ca+2] [C2O4-2]
3 Dùng các giá tr c a n ng cho tr c
[Ca+2] = 0.0025 = 2.5 x 10-3 M [C2O4-2] = 1 x 10-8 M
4 Tính toán tích các n ng
Tích các n ng = [Ca+2] [C2O4-2] = (2.5 x 10-3) ( 1 x 10-8)
= 2.5 x 10-11
Trang 45 So sánh k t qu tìm c v i Ksp và a ra k t lu n.
Tích n ng c a các ion (2.5 x 10-11) nh h n Ksp (2.3 x 10-9) chúng ta k t lu n là quá trình hình thành k t t a không th x y ra vì n ng c a các ion không l n
t ví d khác dành cho b n t th c hành.
Chì (II) Cromat, PbCrO4, dùng trong s n màu vàng ("crom vàng") Khi n ng c a Pb+2 trong dd
là 5.0 x 10-4 M và n ng c a ion cromat là 5.0 x 10-5 M B n có ngh là chì cromat s k t t a không? Cho bi t r ng Ksp c a PbCrO4 = 1.8 x 10-14
oán k t t a b ng vi c k t h p hai dung d ch
oán k t t a có x y ra hay không? Khi n ng mol và th tích c a dd ã bi t và b n ph i th c
hi n các b c nh sau:
1 Phát hi n ra các ion có th k t h p t o thành k t t a khi 2 dd c tr n l n
2 Xác nh n ng mol c a m i dd mu i tr c khi chúng tr n l n v i mu i khác, b ng cách nhân n ng mol và th tích(tính theo lít) c a m i dd
3 Xác nh s mol c a m i ion tham gia vào quá trình k t t a dùng ph ng trình phân ly c a
i mu i
4 C ng g p th tích c a 2 dd l i v i nhau
5 Xác nh n ng mol c a các ion tham gia t o thành k t t a sau khi ã tr n l n 2dd b ng cách l y s mol c a c a m i ion mà b n ã tìm c b c th 3 chia cho t ng th tích c a
2 dd (lít)
6 Vi t phu ng trình ion cho quá trình k t t a
7 Tính tích n ng các ion c a k t t a
8 Gán các giá tr tìm c vào ph ng trình tính tích n ng các ion và ánh giá
9 So sánh tích tìm c v i Ksp c a k t t a và k t lu n quá trình k t t a c a các ion có kh
ng x y ra hay không
Hãy th làm ví d sau:
t th 45.0 ml dd m u c a 0.0015 M BaCl2 c cho vào m t c c ch a 75.0 ml dd 0.0025 M
KF K t t a có c hình thành hay không?
1 D oán k t t a có th có hay không d a vào qui t c hòa tan ã nêu
Theo qui t c hòa tan thì Bari Florua, BaF2, s không hòa tan
2 Vi t ph ng trình phân ly cho BaF2
BaF2 = Ba+2 + 2F
Trang 5-3 Vi t tích n ng các ion.
Tích n ng các ion = [Ba+2] [F-]2
4 Ki m tra Ksp cho BaF2
Ksp = 1.0 x 10-6
5 Xác nh s mol c a BaCl2 = s mol Ba+2 trong m u tr c khi tr n l n
mol BaCl2 = s mol Ba+2 = Phân t l ng c a BaCl2 x ( th tích c a dd BaCl2 tính theo lít)
mol Ba+2 = 0.0015 (0.045 lit) = 0.0000675 mol = 6.75 x 10-5 mol
6 Xác nh s mol c a KF = s mol F- tr c khi tr n l n
mol KF =s mol F- = Phân t l ng c a KF x ( th tích c a dd KF tính theo lít)
mol F- = 0.0025(.075 lit) = 0.00001875 mol F- = 1.875 X 10-5mol
7 Xác nh th tích c a dd sau khi tr n l n(tính b ng lít)
75.0 ml + 45.0 ml = 120 ml = 0.120 lit
8 Xác nh (n ng mol/lít) c a [Ba+2] sau khi tr n l n
[Ba+2] = s mol c a Ba+2 ÷ t ng th tích tính theo lít
[Ba+2] = 6.75 x10-5 ÷ 0.120 =5.63 x 10-4 mol/lít
9 Xác nh (n ng mol/lít) c a [F-] sau khi tr n l n
[F-] = s mol c a F- / t ng th tích tính theo lít
[F-] = 1.875 x 10-5 / 120 = 1.563 x 10-4 mol/lít
10 Tính c a [Ba+2] và [F-]
Tích n ng ion = [Ba+2] [F-]2 = (5.63 x 10-4) (1.563 x 10-4)2
= 13.75 x 10-12 = 1.375 x 10-11
11 So sánh tích các n ng v i Ksp cho BaF2
tích n ng c a các ion (1.375 x 10-11) nh h n Ksp (1.0 x 10-6) do ó chúng ta k t lu n không có k t t a c hình thành
ây là m t bài t p dành cho b n:
t dd m u 45 m c a 0.015 M CaCl2 c thêm vào dd 55 ml 0.010 c a Na2SO4 có k t t a nào
c t o thành hay không?